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西安交通大學任丹副教授團隊多年不懈的努力與深耕，在電催化二氧化碳還原認為、原位電化學拉曼光譜技術系統，以及人工光合作用等前沿領域取得了令人振奮的突破性成果，并成功研制出了先進的電化學拉曼測試系統(tǒng)更合理。為了回饋科研界的廣泛支持與深厚信任適應能力，進一步促進科研成果的交流與共享，任老師團隊決定在限定時間內(nèi)各方面，面向校內(nèi)外廣大科研工作者開放這一寶貴資源防控，提供免費的電化學拉曼測試服務成效與經驗。

作為堅定的合作伙伴，北京卓立漢光儀器有限公司對此深感自豪堅實基礎，誠摯地邀請所有對電化學及相關領域充滿熱情的科研工作者稍有不慎，與任丹副教授課題組聯(lián)系預約測試，親身體驗這一*端科技帶來的無限可能與魅力等地。

1. 引言

拉曼光譜（Raman spectroscopy）最為顯著，是一種散射光譜，用于研究目標分子的振動態(tài)規定。拉曼光譜分析法是基于印度科學家C.V.拉曼（Raman）所發(fā)現(xiàn)的拉曼散射效應環境，對與入射光頻率不同的散射光譜進行分析以得到分子振動、轉(zhuǎn)動方面信息高質量，并應用于分子結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法相對簡便。

電化學原位拉曼光譜，是在電化學反應過程中解決方案，研究催化劑表面的物質(zhì)受激光激發(fā)后所產(chǎn)生拉曼效應的一種實驗手段趨勢。其中電化學反應的研究方式可以是常規(guī)的線性掃描伏安法、循環(huán)伏安法上高質量、恒電流法一站式服務、恒電位法等，也可以是其他的根據(jù)研究需要的較為復雜的電化學處理方法深入交流。在電化學反應的不同階段引領作用，采集催化劑表面的拉曼信號，從而研究催化劑的結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)隨著電化學反應的變化規(guī)律臺上與臺下。同時用的舒心，拉曼信號也可以給出反應過程中吸附中間物種的信息。

在電化學原位拉曼光譜的測試中集聚效應，一般物質(zhì)分子的拉曼光譜很微弱, 為了獲得增強的信號, 可采用對特定電極（Au, Ag, Cu等）表面粗化的辦法, 可以得到強度高倍的表面增強拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering, SERS) 光譜, 當具有共振拉曼效應的分子吸附在粗化的電極表面時, 得到的是表面增強共振拉曼散射(SERRS)光譜, 其強度又能增強集成。

電化學原位拉曼光譜法的測量裝置主要包括拉曼光譜儀和原位電化學拉曼池兩個部分。拉曼光譜儀由激光器互動講、顯微鏡穩定性、光路系統(tǒng)、光譜儀等構(gòu)成講故事。原位電化學拉曼池一般具有工作電極非常完善、對電極和參比電極。一般來講全面革新，電化學池還需要有通氣系統(tǒng)作用。

2. 測試系統(tǒng)介紹

本系統(tǒng)是將拉曼光譜和電化學系統(tǒng)集成的電化學拉曼測試系統(tǒng)。其主要包括三個關鍵部分：拉曼系統(tǒng)行業分類、原位電化學池及其配件技術特點、電化學工作站提高鍛煉。測試系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。

圖1. 電化學原位拉曼光譜測試系統(tǒng)高質量。

2.1 拉曼系統(tǒng)

本拉曼系統(tǒng)由卓立漢光提供也逐步提升，型號為Zolix RTS-2。該系統(tǒng)是一款可定制化的拉曼系統(tǒng)註入了新的力量。系統(tǒng)配備了RX-50M-S正置顯微鏡模組，為拉曼系統(tǒng)提供共聚焦模式以增強拉曼信號更多可能性，同時有10X去創新，50X和100X的物鏡。激光系統(tǒng)有兩路（后期可擴展第三路）緊迫性，包括532 nm和785 nm激光結構。系統(tǒng)包括各種不同鏡片以及包括狹縫、分光計等組成的光路系統(tǒng)高效。信號的采集和分析采用的是Andor iVac-316-CCD以及卓立漢光 Omni-λ3008i光譜儀溝通協調。該系統(tǒng)為高質(zhì)量光譜信號的采集提供了保障。

2.2 原位電化學池

原位電化學池是原為拉曼光譜測試的核心部件之一體系，是連接電化學反應和拉曼光譜采集的紐帶保障性。電化學池可以在市面上購置標準的組件，也可以根據(jù)自己需求進行定制責任製。由于不同課題組所研究的電化學反應的不同十分落實、研究側(cè)重點不同，進行私人定制化的原位電化學池設計有利于采集到更為滿意的拉曼信號規則製定。

目前的電化學原位拉曼池製造業，大都采用玻璃窗口將電解液和鏡頭隔開，避免鏡頭被腐蝕和污染關規定。該系統(tǒng)往往要求電解液的厚度在mm級別（小于鏡頭的焦距）發展基礎。當然可以通過使用長焦距鏡頭來提升電解液的厚度區(qū)間，但是也往往小于幾個mm迎難而上。這對于研究速率較慢的反應比較適用積極，但對于研究氣泡反應較多的催化反應不夠*美，因為氣泡會將激光折射從而影響拉曼信號進一步完善。同時集聚，激光在空氣、玻璃調整推進、溶液三種不同的介質(zhì)中傳輸狀況，增加了激光傳輸?shù)牟环€(wěn)定性。

不同于玻璃窗口式的電化學原位拉曼電解池機製，采用的是敞開式的設計思路全過程。該電解池可以用于研究電化學水還原集成應用、電化學水氧化、電化學二氧化碳還原等目前大部分電化學反應不負眾望。除此之外高效流通，任老師團隊也設計了基于氣體擴散電極的流動型電化學原位拉曼電解池，用于研究高速率的反應精準調控，例如電化學二氧化碳還原功能。電解池的氣路設計也可以滿足不同的使用場景。在使用中解決，我們會對入水鏡頭進行一定的保護預期，使其與電解液物理隔離。

圖2. 正在測試中的電化學原位拉曼電解池的實圖幅度。

2.3 電化學工作站

電化學工作站采用的是Gamry Interface 1000系統(tǒng)結構。除此之外，也可以使用其他市面上主流的電化學工作站貢獻，包括國產(chǎn)的上海辰華CHI規模最大，Biologic，Autolab等統籌。

3. 測試系統(tǒng)可運用的領域

電化學原位拉曼光譜測試系統(tǒng)可應用于大多數(shù)的電化學反應場景最深厚的底氣，包括電化學析氫、電化學析氧堅實基礎、電化學二氧化碳還原等等稍有不慎。

4. 測試結(jié)果展示

該套測試系統(tǒng)目前已經(jīng)很成熟的用于電化學二氧化碳還原的測試，測試結(jié)果如圖3所示行動力。

圖3. 電化學原位拉曼光譜測試在兩種不同條件下的測試結(jié)果提供有力支撐，測試可在低電流到高電流條件下進行，最高電流密度可達300 mA cm-2保供， 滿足大多數(shù)流動型測試系統(tǒng)的要求自行開發。注：其他測試條件不宜公開。

目前責任，電化學原位拉曼光譜測試系統(tǒng)可以從0.1 mA cm-2 到 300 mA cm-2應用情況，橫跨四個電流密度的數(shù)量級，滿足絕大多數(shù)的測試需求組建。

5. 服務介紹

目前表現，任丹老師課題組為感興趣的合作者們提供免費的測樣服務，從而體驗該系統(tǒng)的優(yōu)勢和不足深刻變革。同時結論，任老師團隊和卓立漢光一起為感興趣的科研工作者提供一對一的系統(tǒng)解決方案，根據(jù)用戶需求構(gòu)建合適的電化學原位拉曼光譜系統(tǒng)質生產力。

測樣聯(lián)*人：任丹（西安交通大學）

地址：陜西省西安市碑林區(qū)興慶南路5號適應性強。

同樣可以與卓立漢光取得聯(lián)系技術交流，我們將協(xié)助您與任老師確認測樣事宜。

人物簡介

任丹拓展，湖北襄樊人創造更多，西安交通大學教授，博士生導師不斷進步，*球前2%頂尖科學家工藝技術，國*級青年人才，陜西省秦創(chuàng)原引用創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才規模，西安交通大學青年拔尖人才A類損耗。本科畢業(yè)于上海交通大學，博士畢業(yè)于新加坡國立大學非常完善，2018-2021年間在瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學從事博士后研究。主要從事電催化二氧化碳還原全面革新、原位電化學拉曼光譜作用、人工光合作用等方面的研究。主持國家自然科學基金委青年人才等項目共5項行業分類，受邀撰寫專著一章技術特點，在Nature、Nature Chemistry相結合、JACS等期刊上發(fā)表論文50余篇高效化，被引6000余次，11篇ESI高被引論文為產業發展，h因子為32範圍和領域。擔任OAE出版社旗下 Energy Materials 期刊青年編委。